УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АВТОМАТИКИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2006 года по МПК B64D37/00 

Изобретение относится к области авиационной техники, точнее - к средствам контроля автоматики топливных систем летательных аппаратов (ЛА).

Современные ЛА, в частности самолеты, оснащаются большим количеством автоматических систем, работающих без вмешательства летчика и обеспечивающих решение различных функциональных задач. Такой подход позволяет снизить нагрузку на летчиков в процессе полета, уменьшить состав экипажа, повысить безопасность за счет исключения влияния человеческого фактора на работу различных подсистем самолета.

Топливная система современного ЛА является сложной замкнутой системой с автоматическим управлением и контролем, в которой происходит сбор информации от большого числа датчиков-сигнализаторов уровня и давления топлива, а также датчиков положения заслонок кранов, и на основании этой информации по заранее заданным алгоритмам формируются команды управления и сигналы индикации (сообщения экипажу). Такая система не требует вмешательства пилота в управление и обеспечивает подкачку топлива из расходных баков к двигателям и перекачку топлива в расходные баки в заданном порядке автоматически. В случае возникновения отказов в работе отдельных агрегатов (насосов, кранов, клапанов и т.п.) происходит автоматическая реконфигурация системы (открытие кранов кольцевания, включение резервных насосов) с целью недопущения нарушений в подаче топлива к двигателям или порядка выработки топлива.

В то же время такое построение системы увеличивает ответственность автоматического управления, так как экипаж не контролирует постоянно работу топливной системы. Одновременно повышаются требования к системе автоматического контроля, которая информирует пилота об отказах, дает рекомендации, ограничивающие режимы полета, или формирует сообщения о необходимости перехода на резервное (ручное) управление в случае отказа автоматики. Это исключает вмешательство в работу конкретных агрегатов, что приводит к невозможности оперативного контроля на земле правильности выполнения заложенных в автоматику алгоритмов, в особенности алгоритмов реконфигурации системы при возникновении отказов. Кроме того, трудно осуществить поэлементный контроль агрегатов (отдельного насоса, крана, клапана). Для подобных проверок приходится имитировать условия включения агрегатов (соответствующий уровень топлива в баке или давление в трубопроводе) или имитировать отказ (отключать датчик или автомат защиты цепи питания агрегата), что требует проведения трудоемких работ, связанных с заправками и сливами топлива, выполнением демонтажей и последующих монтажей элементов системы (агрегатов и трубопроводов).

Например, известно устройство контроля исправности топливной системы самолета (а.с. СССР №642 923, B 64 D 37/00), содержащее линию подпитки от наземного источника, коллектор приводного топлива, датчики давления топлива в напорных магистралях гидротурбоприводных насосов расходного и дополнительного баков, датчики уровня топлива которых связаны с узлами включения пускового крана приводного топлива и запорного крана заправочной магистрали, имеющей наружный приемник, а в линии подпитки установлен нормально закрытый кран. Это устройство подключают к заправочной магистрали на ее участке между наружным приемником и запорным краном. Узел включения сблокирован с узлом включения нормально закрытого крана. Недостатком этого устройства является необходимость заправки и слива топлива для его функционирования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического контроля элемента топливной системы, а именно - пневмоэлектрической системы наддува топливных баков (а.с. СССР №457302, B 64 F 5/00), содержащее пневматический пульт, а также регулирующие и контролирующие органы, электрический пульт с регистрирующими органами и средствами индикации. Пневматический пульт устройства соединен с датчиками-сигнализаторами давления испытуемой системы общим пневмошлангом. Блок сравнения электрического пульта соединен также с блоком управления и исполнительными механизмами испытуемой системы, а также с датчиками-сигнализаторами давления через средства соединения с этими датчиками. В блок сравнения введена блокировка по взаимоисключающим каналам. Каждый датчик-сигнализатор давления подсоединен с попарно сгруппированными на два независимых направления контактами переключателя электрического пульта. Недостатком этого решения является то, что оно создано для контроля элемента топливной системы с учетом его специфики, не охватывает всю топливную систему, в том числе ее автоматику управления, и не может быть непосредственно распространено на всю топливную систему.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего осуществлять контроль автоматики топливной системы летательного аппарата без выполнения трудоемких работ, уменьшающего время и затраты на контроль, а также позволяющего осуществлять поэлементный контроль топливной системы с минимальными затратами времени и топлива.

Задача решается с помощью устройства для контроля автоматики топливной системы летательного аппарата, включающего электрический пульт со средствами индикации, а также средства соединения пульта с элементами топливной системы самолета, в том числе с входящими в состав топливной системы датчиками-сигнализаторами, отличающегося тем, что оно подключено по крайней мере к одному входящему в состав топливной системы блоку-преобразователю сигналов топливной системы, входами соединенному с упомянутыми датчиками-сигнализаторами, а выходами - с агрегатами топливной системы, и содержит установленные внутри упомянутого электрического пульта имитаторы двух типов, причем каждый из имитаторов первого типа подключен параллельно одному из упомянутых датчиков-сигнализаторов через упомянутые средства соединения и выполнен с возможностью имитации сигналов, поступающих от датчиков-сигнализаторов, каждый из имитаторов второго типа подключен последовательно с одним из упомянутых датчиков-сигнализаторов через упомянутые средства соединения и выполнен замыкающим цепь при отсутствии электропитания на имитаторе и имитирующим сигнал отказа при подаче электропитания на имитатор.

Внутри электрического пульта имеются дополнительные органы управления агрегатами топливной системы, каждый из дополнительных органов управления через упомянутые средства соединения соединен с одним из агрегатов топливной системы и, кроме того, имеется переключатель режимов работы пульта между режимом, в котором функционируют имитаторы, и режимом, в котором функционируют дополнительные органы управления.

Устройство контроля содержит устройство блокировки, обеспечивающее отключение имитаторов и органов управления агрегатами в условиях полета.

Предлагаемое решение позволяет провести детальную проверку автоматики топливной системы непосредственно на летательном аппарате без выполнения сложных подготовительных операций, связанных с заправками-сливами топлива, в короткий срок.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема устройства и связей его элементов с элементами топливной системы. На фиг.2 показан вариант внешнего вида электрического пульта.

Предлагаемое устройство для контроля автоматики топливной системы ЛА включает электрический пульт 1 со средствами индикации 2, а также средства 3 соединения пульта 1 с элементами топливной системы, в том числе с входящими в состав топливной системы установленными на борту 4 ЛА датчиками-сигнализаторами 5.

Средства 3 соединения пульта 1 с элементами топливной системы включают соединительный жгут 6, оканчивающийся разъемами 7. Вторые части разъемов 7 установлены на пульте 1 и на борту 4 и соединены с соответствующими элементами пульта 1 и топливной системы.

Средства индикации 2 являются повторением установленных на борту 4 штатных средств индикации и выведены на пульт 1 для удобства пользования пультом 1. Соединение средств индикации 2 со штатными средствами индикации осуществлено с помощью жгута 6 и разъемов 7.

Количество и виды датчиков-сигнализаторов 5 определяются конфигурацией топливной системы и ее автоматики. Это могут быть датчики уровня топлива, давления топлива, положения заслонок и т.п.

Устройство подключено через средства 3 к по крайней мере одному (как минимум к одному) входящему в состав топливной системы блоку-преобразователю 8 сигналов топливной системы, который входами 9 соединен с датчиками-сигнализаторами 5, а выходами 10 - с агрегатами 11 топливной системы. Количество блоков-преобразователей 8 определяется конфигурацией автоматики топливной системы (на фиг.1 показаны один блок преобразователь 8 и один агрегат 11). К одному блоку-преобразователю 8 могут быть подключены несколько агрегатов 11 (или даже все).

Устройство содержит установленные внутри пульта 1 имитаторы двух типов. Тип имитатора определяется видом отказа, который он имитирует, и вследствие этого способом его подключения к датчику-сигнализатору 5.

Каждый из имитаторов 12 первого типа подключен параллельно одному из датчиков-сигнализаторов 5 через средства 3 и выполнен с возможностью имитации сигналов, поступающих от датчиков-сигнализаторов 5 на вход одного или нескольких блоков-преобразователей 8, т.е. сигналов, участвующих в формировании команд управления и сигналов индикации.

Каждый из имитаторов 13 второго типа подключен последовательно с одним из датчиков-сигнализаторов 5 через средства 3 и выполнен замыкающим цепь при отсутствии электропитания на имитаторе 13 и имитирующим при подаче электропитания на имитатор 13 сигнал отказа самого датчика-сигнализатора 5 или элемента, который датчик-сигнализатор 5 контролирует.

Сигналы от датчиков-сигнализаторов 5 уровня и давления топлива и датчиков-сигнализаторов 5 положения заслонок (состояния агрегатов) являются релейными типа «+27 В - обрыв» или «корпус - обрыв», поэтому в качестве имитаторов 12 и 13 могут быть использованы обыкновенные тумблеры или реле. Так, в качестве имитатора 12 достаточно использовать двухпозиционный тумблер 14. В качестве имитатора 13 может быть использована схема, состоящая из двухпозиционного тумблера 15 и последовательно с ним включенного реле 16.

Для решения задачи поэлементного контроля агрегатов 11 топливной системы имеются дополнительные органы 17 управления агрегатами 11, позволяющие выдать команду на включение-выключение агрегата одновременно с основной командой, формируемой топливной системой, с приоритетом команды от органа 17 управления. Для этого каждый из органов 17 управления может быть выполнен, например, в виде тумблера 18, который подключен параллельно соответствующему агрегату 11.

Поскольку имитаторы 12 первого типа и дополнительные органы 17 управления подключены параллельно соответствующим элементам топливной системы (5 или 11), то при отключении электропитания пульта 1 они не активны и не влияют на работу топливной системы и, более того, не снижают надежность ее работы. Имитаторы 13 второго типа подключены последовательно, поэтому конструктивно выполнены таким образом, что при отключении электропитания пульта контроля они восстанавливают электроцепи от датчиков 5 (имитаторы 13 переходят в неактивное состояние) и не оказывают никакого влияния на работу системы. Для исключения случайного влияния имитаторов 12 и 13 или органов 17 на штатную работу топливной системы устройство содержит находящийся внутри пульта 1 модуль 19 блокировки, автоматически обеспечивающий отключение имитаторов 12 и 13 и органов 17 управления агрегатами в условиях полета.

Такое отключение может быть осуществлено, например, при переходе с аэродромного источника электропитания на бортовой или при снятии сигнала об обжатии стоек шасси после отрыва от взлетно-посадочной полосы и т.п. Технически такое отключение может быть выполнено с помощью реле 21, которое размыкает цепь питания имитаторов 12 и 13 и органов 17 управления при снятии сигнала, формируемого только на земле, например, сигнала об обжатии стоек шасси, поступающего от соответствующего концевого выключателя шасси, или сигнала о наличии аэродромного питания (показано на фиг.1), поступающего от системы электроснабжения аэродрома или др.

Для обеспечения удобства работы с имитаторами 12 и 13 и органами 17 управления средства индикации 2 на пульте 1 выполнены в объеме, необходимом для контроля реакции топливной системы на заданную с помощью имитаторов 12 и 13 входную ситуацию, а также включают индикацию исправности отдельных агрегатов 11.

Имитаторы 12 и 13 и органы 17 управления одновременно не используются, т.к. имитаторы 12 и 13 влияют на вход блока-преобразователя 9, а органы 17 - на его выход. Поэтому в составе пульта 1 имеется переключатель 20 режимов работы пульта, обеспечивающим выбор одного из трех режимов работы: первый режим - работа с имитаторами 12 и 13, второй режим - работа с органами 17 и третий режим - «Выключено», при котором ни имитаторы 12 и 13, ни органы 17 не активны.

На фиг.2 показан вариант внешнего вида электрического пульта 1. Расположенная на пульте индикация 2 задействована в первом и втором режимах работы. На передней панели пульта 1 выделены три зоны:

первая зона - дополнительные органы 17 управления агрегатами 11 топливной системы. Она активна только на земле во втором режиме при электропитании самолета от аэродромного источника, и с ее помощью принудительно может быть включен независимо от рабочего алгоритма любой агрегат 11 топливной системы;

вторая зона - индикация работы агрегатов 11 топливной системы (состояние заслонок кранов, работа насосов) - работает в любом положении переключателя 20 режимов;

третья зона - имитаторы 12 и 13. Зона активна только в первом режиме при наличии признака отсутствия полета (например, при электропитании от аэродромного источника).

Пульт 1 удобно разместить на ЛА в зоне наземного обслуживания топливной системы, например, рядом со штуцером централизованной заправки самолета. Конструктивно пульт 1 целесообразно выполнить съемным, с возможностью дистанционного подключения с помощью длинного жгута 6. Такая конструкция позволит использовать расположенную на пульте индикацию 2 для детального контроля работы топливной системы во время наземного обслуживания ЛА, например при гонках двигателей.

Устройство работает следующим образом.

При использовании предлагаемого устройства для проверки алгоритмов автоматики топливной системы достаточно активировать имитаторы 12 или 13 или органы 17 управления, задав тем самым на входе системы сигналы или отказы, соответствующие контрольной ситуации, и проверить реакцию системы на соответствие заданному алгоритму.

Для проверки автоматики топливной системы в первом режиме подбирают с помощью имитаторов 12 и 13, точнее - тумблеров 14 и 16, совокупность сигналов датчиков 5, соответствующую определенной ситуации, обеспечивают с помощью средств 3 подачу этих сигналов на вход блока 9 и с помощью индикации 2 контролируют работу агрегатов 11 топливной системы. Таким образом, в систему вводится избыточность по входу, которая позволяет независимо от получаемой от датчиков 5 текущей информации задавать на входе контрольное состояние, которому соответствует заранее известная, заданная реакция, и оценивать исправность работы системы по соответствию ее реакции заданной.

Для проверки работы отдельных агрегатов 11 о втором режиме с помощью органов 17 управления, точнее тумблеров 18, обеспечивают подачу сигнала управления на агрегат 11 и с помощью индикации 2 контролируют работу этого агрегата 11 топливной системы. Таким образом, в систему вводится избыточность по управлению, которая позволит включить любой агрегат и убедиться в его исправности.

Изобретение относится к авиационной технике. Предложенное устройство включает в себя электрический пульт со средствами индикации, а также средства соединения пульта с элементами топливной системы, в том числе с датчиками-сигнализаторами, и подключено по крайней мере к одному блоку-преобразователю сигналов, входами соединенному с датчиками-сигнализаторами, а выходами - с агрегатами топливной системы. Внутри пульта установлены имитаторы двух типов. Каждый имитатор первого типа подключен параллельно одному из датчиков-сигнализаторов и выполнен с возможностью имитации сигналов, поступающих на вход блоков-преобразователей. Каждый имитатор второго типа подключен последовательно с одним из датчиков-сигнализаторов и выполнен замыкающим цепь при отсутствии электропитания и имитирующим отказ при подаче электропитания на имитатор. Внутри пульта имеются соединенные с агрегатами топливной системы дополнительные органы управления этими агрегатами. Предусмотрен также модуль блокировки, отключающий имитаторы и дополнительные органы управления агрегатами в условиях полета. Устройство позволяет проводить детальную проверку автоматики топливной системы непосредственно на летательном аппарате без выполнения сложных подготовительных операций, связанных с заправками-сливами топлива, в короткий срок. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для контроля автоматики топливной системы летательного аппарата, включающее электрический пульт со средствами индикации, а также средства соединения пульта с элементами топливной системы самолета, в том числе с входящими в состав топливной системы датчиками-сигнализаторами, отличающееся тем, что оно подключено по крайней мере к одному входящему в состав топливной системы блоку-преобразователю сигналов топливной системы, входами соединенному с упомянутыми датчиками-сигнализаторами, а выходами - с агрегатами топливной системы, и содержит установленные внутри упомянутого электрического пульта имитаторы двух типов, причем каждый из имитаторов первого типа подключен параллельно одному из упомянутых датчиков-сигнализаторов через упомянутые средства соединения и выполнен с возможностью имитации сигналов, поступающих от датчиков-сигнализаторов, каждый из имитаторов второго типа подключен последовательно с одним из упомянутых датчиков-сигнализаторов через упомянутые средства соединения и выполнен замыкающим цепь при отсутствии электропитания на имитаторе и имитирующим сигнал отказа при подаче электропитания на имитатор.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри упомянутого электрического пульта имеются дополнительные органы управления агрегатами топливной системы, каждый из которых через упомянутые средства соединения соединен с одним из агрегатов топливной системы, и, кроме того, имеется переключатель режимов работы пульта между режимом, в котором функционируют имитаторы, и режимом, в котором функционируют дополнительные органы управления.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит модуль блокировки, обеспечивающий отключение имитаторов и дополнительных органов управления агрегатами в условиях полета.